ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
41
растворе:
A
n(вод)
↔ n А
(орг)
следовательно,
К
D
= [A]
(орг)
n
/[A
n
]
(вод)
= С
(орг)
n
/C
(вод)
(3.15)
График зависимости С
(орг)
от C
(вод)
представляет собой
кривую с выпуклостью, обращенной к оси абсцисс (рис.8, ниж-
няя кривая). Константу распределения находят также экстрапо-
ляцией зависимости С
(орг)
/C
(вод)
от C
(вод)
к нулевому значению
C
(вод)
(рис.9., нижняя линия). В качестве примера в табл.3.3 при-
ведены данные о распределении масляной кислоты между изо-
бутиловым спиртом и водой.
Таблица 3.3
Распределение масляной кислоты между
изобутиловым спиртом и водой при 25
0
С
С
(орг)
,
моль/л
С
(вод)
,
моль/л
−lg С
(орг)
−lg С
(вод)
С
(орг)
/С
(вод)
0.14 0.015 0.86 1.83 9.33
0.24 0.026 0.62 1.59 9.23
0.74 0.090 0.13 1.05 8.22
0.90 0.110 0.05 0.96 8.18
1.50 0.210
−0.17
0.68 7.14
2.10 0.310
−0.32
0.51 6.77
3.08 0.500
−0.48
0.30 6.16
0
1
2
3
4
0 0,2 0,4 0,6
С (вод), моль/л
С (орг), моль/л
Рис.10. Взаимосвязь между концентрациями масляной кислоты
в органической и водной фазах при экстракции ее
изобутиловым спиртом (25
0
С).
Для определения констант в уравнении изотермы экстрак-
ции видоизменим уравнение (3.15)
42
lg C
(орг)
= (lg К
D
)/n + (lg C
(вод)
)/n
По экспериментальным данным (табл.3.3) строят графики
зависимостей C
(орг)
от C
(вод)
(рис. 10) или lg C
(орг)
от lg C
(вод)
(рис.
11), которые позволяют оценить константу распределения мас-
ляной кислоты изобутиловым спиртом К
D
и степень ассоциации
n.
-1
-0,5
0
0,5
1
-2 -1,5 -1 -0,5 0
lg C(вод)
lg C(орг)
Рис.11. Графическое определение константы распределения и
степени ассоциации n по данным экстракции масляной кислоты
изобутиловым спиртом: tg α = 1/n = 0.83; n = 1.2; lg (К
D
/n) = 0.71;
lg К
D
= 0.71·1.2 = 0.85; К
D
= 7.
Из рис.11 очевидно, что пересечение прямой с осью орди-
нат 0.71 соответствует величине (lg К
D
)/n и тангенс угла накло-
на этой зависимости относительно оси абсцисс дает величину
1/n. Дальнейшие расчеты приводят к величинам: n = 1.2 и К
D
= 7.
III 5.2. Определение константы гидратации
При экстракции из водного раствора в фазу экстрагента
кроме распределяющегося вещества переходит и некоторое ко-
личество воды. С увеличением концентрации экстрагируемого
вещества, например, органической кислоты НА, увеличивается и
содержание воды в органической фазе, т.е. экстрагируемое ве-
щество в органической фазе может находиться в виде гидрата
НА·Н
2
О. Константа гидратации кислоты НА в органическом
растворителе может быть определено соотношением:
К
г
= [HA·H
2
O]
(орг)
/[HA]
(орг)
·[H
2
O]
(орг)
растворе: lg C(орг) = (lg КD)/n + (lg C(вод))/n
An(вод) ↔ n А(орг) По экспериментальным данным (табл.3.3) строят графики
следовательно, зависимостей C(орг) от C(вод) (рис. 10) или lg C(орг) от lg C(вод) (рис.
КD = [A](орг)n/[An](вод) = С(орг)n/C(вод) (3.15) 11), которые позволяют оценить константу распределения мас-
График зависимости С(орг) от C(вод) представляет собой ляной кислоты изобутиловым спиртом КD и степень ассоциации
кривую с выпуклостью, обращенной к оси абсцисс (рис.8, ниж- n.
няя кривая). Константу распределения находят также экстрапо-
ляцией зависимости С(орг)/C(вод) от C(вод) к нулевому значению
C(вод) (рис.9., нижняя линия). В качестве примера в табл.3.3 при- 1
ведены данные о распределении масляной кислоты между изо- 0,5
lg C(орг)
бутиловым спиртом и водой. 0
Таблица 3.3 -2 -1,5 -1 -0,5 -0,5 0
Распределение масляной кислоты между -1
изобутиловым спиртом и водой при 250С
lg C(вод)
С(орг), С(вод) , −lg С(орг) −lg С(вод) С(орг)/С(вод)
моль/л моль/л
0.14 0.015 0.86 1.83 9.33 Рис.11. Графическое определение константы распределения и
0.24 0.026 0.62 1.59 9.23 степени ассоциации n по данным экстракции масляной кислоты
0.74 0.090 0.13 1.05 8.22 изобутиловым спиртом: tg α = 1/n = 0.83; n = 1.2; lg (КD/n) = 0.71;
0.90 0.110 0.05 0.96 8.18 lg КD = 0.71·1.2 = 0.85; КD = 7.
1.50 0.210 −0.17 0.68 7.14
2.10 0.310 −0.32 0.51 6.77 Из рис.11 очевидно, что пересечение прямой с осью орди-
3.08 0.500 −0.48 0.30 6.16 нат 0.71 соответствует величине (lg КD)/n и тангенс угла накло-
на этой зависимости относительно оси абсцисс дает величину
1/n. Дальнейшие расчеты приводят к величинам: n = 1.2 и КD = 7.
С (орг), моль/л
4
3 III 5.2. Определение константы гидратации
2
1 При экстракции из водного раствора в фазу экстрагента
0 кроме распределяющегося вещества переходит и некоторое ко-
0 0,2 0,4 0,6 личество воды. С увеличением концентрации экстрагируемого
С (вод), моль/л вещества, например, органической кислоты НА, увеличивается и
содержание воды в органической фазе, т.е. экстрагируемое ве-
Рис.10. Взаимосвязь между концентрациями масляной кислоты щество в органической фазе может находиться в виде гидрата
в органической и водной фазах при экстракции ее НА·Н2О. Константа гидратации кислоты НА в органическом
изобутиловым спиртом (250С). растворителе может быть определено соотношением:
Для определения констант в уравнении изотермы экстрак- Кг = [HA·H2O](орг)/[HA](орг) ·[H2O](орг)
ции видоизменим уравнение (3.15)
41 42
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 19
- 20
- 21
- 22
- 23
- …
- следующая ›
- последняя »
